💥 Was ist der Ursprung des Amaterasu-Teilchens, das die Erde heftig traf?
Diese Ströme geladener Teilchen, die das Universum mit ungeheuren Geschwindigkeiten durchqueren, werden kosmische Strahlung genannt. Unter ihnen zeichnet sich das mittlerweile Amaterasu genannte Teilchen durch sein Energieniveau aus, das bei Weitem übersteigt, was unsere terrestrischen Beschleuniger erzeugen können. Seine Entdeckung zog sofort die Aufmerksamkeit der astrophysikalischen Gemeinschaft auf sich, die versucht, seine Herkunft zu verstehen.
Eine Illustration, die einen kosmischen Strahl zeigt, der 2021 die Detektoren des Telescope Array-Experiments traf.
Bildrechte: Osaka Metropolitan University/L-INSIGHT, Kyoto University/Ryuunosuke Takeshige
Amaterasu, benannt zu Ehren einer japanischen Sonnengottheit, trägt eine Energie, die Millionen Mal größer ist als die vom Großen Hadronen-Speicherring erzeugte. Diese Eigenschaft macht es zum zweitstärksten je beobachteten kosmischen Strahl, direkt hinter dem 'Oh-My-God'-Teilchen, das in den 1990er Jahren entdeckt wurde.
Die Geschichte wurde komplizierter, als seine Flugbahn scheinbar aus der Lokalen Leere stammte, einer riesigen kosmischen Ausdehnung ohne Galaxien und bemerkenswerte Himmelskörper. Dennoch werden solche Teilchen üblicherweise mit katastrophalen Ereignissen wie Sternexplosionen oder supermassereichen Schwarzen Löchern in Verbindung gebracht.
Um diese Situation aufzuklären, haben Francesca Capel und Nadine Bourriche vom Max-Planck-Institut für Physik einen innovativen datenbasierten Ansatz entwickelt. Ihre Methode verwendet realistische Simulationen, gekoppelt mit fortschrittlichen statistischen Techniken, um den wahrscheinlichen Weg des Teilchens durch den Weltraum zurückzuverfolgen.
Die Ergebnisse ihrer Arbeit, veröffentlicht in The Astrophysical Journal, deuten darauf hin, dass der Ursprung von Amaterasu in nahen Galaxien wie M82 liegen könnte, und nicht in der Lokalen Leere.
Dieser Fortschritt ermöglicht es, die kosmischen Umgebungen, in denen diese extremen Beschleunigungen stattfinden, besser einzugrenzen.
Die interstellaren Magnetfelder
Im Weltraum spielen Magnetfelder eine wesentliche Rolle, indem sie die Flugbahn geladener Teilchen wie der kosmischen Strahlung ablenken. Diese Felder, die oft durch die Bewegungen von Gas und Sternen erzeugt werden, schaffen ein unsichtbares Netz, das die Reise der Teilchen über weite Entfernungen beeinflusst.
Wenn ein hochenergetischer kosmischer Strahl diese magnetischen Regionen durchquert, kann seine Richtung erheblich verändert werden. Dies erschwert die genaue Lokalisierung seiner ursprünglichen Quelle, da das Teilchen von seinem Startpunkt aus keine gerade Linie verfolgt.
Wissenschaftler verwenden Modelle, um diese Wechselwirkungen zu simulieren, wobei sie die Stärke und Ausrichtung der Magnetfelder berücksichtigen. Diese Simulationen helfen, die möglichen Pfade zu rekonstruieren und die kosmischen Umgebungen zu identifizieren, in denen Teilchen beschleunigt werden.